化妝品油包水體系失穩(wěn)過程Turbiscan典型圖譜

介紹
在化妝品中，膏霜乳液按劑型分主要有兩類：一類是水包油（O/W），另一類是油包水（W/O）。其中，水包油型體系由于使用時(shí)間長(zhǎng)，配方體系成熟，應(yīng)用較為廣泛；油包水型產(chǎn)品保濕效果好，質(zhì)地會(huì)更為滋潤(rùn)、醇厚，是化妝品生產(chǎn)和藥膏制備方面最為常用的劑型。但是油包水乳霜在制造、存儲(chǔ)和使用過程中，較易發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。例如，低溫測(cè)試恢復(fù)常溫后出現(xiàn)“出水、破乳”現(xiàn)象；高溫（或離心）出油，恢復(fù)常溫后“分層”現(xiàn)象；原本有一定稠度，常溫放置一段時(shí)間后變稀且無法恢復(fù)稠度；油包水含粉體系，如底妝類產(chǎn)品，常出現(xiàn)“析粉、漂色、返粗”等現(xiàn)象問題。要觀察到這些現(xiàn)象并找到失穩(wěn)原因需要漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)周期，降低了配方研發(fā)速度。ISO TR 13097推薦采用帶有近紅外光源和空間掃描的精密儀器表征樣品的穩(wěn)定性，從而提高穩(wěn)定性的測(cè)試精度和速度。本文列舉了Turbiscan多重光散射儀對(duì)應(yīng)油包水體系的典型圖譜。
 
1. 顆粒尺寸變化現(xiàn)象
         
當(dāng)乳化劑含量不足、乳化劑種類、均質(zhì)時(shí)間過長(zhǎng)等情況出現(xiàn)時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致界面膜強(qiáng)度不夠，界面面積隨時(shí)間逐漸增大，乳化劑不能完全鋪展這些界面并很好的穩(wěn)住，所以，在一段時(shí)間后，乳粒會(huì)慢慢聚并，顆粒數(shù)量變少。在化妝品油包水乳液體系中，原本存在乳化能力不足的情況下，更會(huì)直接影響整個(gè)乳化體系的穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步出現(xiàn)“出油、出水、分層”等問題。
 
Turbiscan典型數(shù)據(jù) 
   
Turbiscan在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量樣品原位狀態(tài)下的失穩(wěn)動(dòng)力學(xué)。上圖為典型的油包水乳液出現(xiàn)聚并和分層現(xiàn)象時(shí)的圖譜。ΔT在圖的右側(cè)區(qū)域出現(xiàn)了明顯的峰，代表樣品頂部出現(xiàn)了澄清透明的油層。ΔBS在中部區(qū)域的整體下降，意味著乳液中的液滴發(fā)生了聚并（液滴尺寸增大）現(xiàn)象。ΔBS左側(cè)區(qū)域的峰代表乳液中水滴在底部區(qū)域的沉淀層。這些失穩(wěn)現(xiàn)象在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以被Turbiscan測(cè)量。
 
2. 分散不均勻性現(xiàn)象

理想的分散狀態(tài)：所有顆粒都是單個(gè)存在介質(zhì)當(dāng)中，沒有團(tuán)聚；測(cè)試過程樣品狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生變化，也就是非常穩(wěn)定。但是實(shí)際上，有些樣品在制備出來后，感官看起來非常不錯(cuò)，但是實(shí)際上分散的程度不夠好，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全沒有重現(xiàn)性。而且可能由于分散穩(wěn)定性不夠好，隨著時(shí)間還在發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)沒有任何重復(fù)性。Turbiscan僅用20s時(shí)間就可以進(jìn)行一次掃描，確定一個(gè)樣品的均勻性。
   
背散射光BS掃描線中部區(qū)域的平滑程度可以確定樣品的均勻性，上圖中藍(lán)色曲線均勻平滑無波動(dòng)，意味著顆粒在樣品中的濃度和大小分布均一；而綠色曲線出現(xiàn)波動(dòng)和毛刺，代表樣品的均勻性較差。
標(biāo)準(zhǔn)偏差 
   
用兩條曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差用于量化樣品的均勻度，標(biāo)準(zhǔn)偏差越小的樣品，均勻度越好。
 
3. 初始均勻，逐漸分散不均勻性
 
當(dāng)產(chǎn)品粘度較大、濃度較大的情況下，顆粒團(tuán)聚體不會(huì)馬上遷移到樣品頂部或底部形成分層，隨著時(shí)間增加，會(huì)導(dǎo)致樣品均勻度下降。
   
樣品均勻度下降的典型圖譜如上圖所示，隨著時(shí)間增加，掃描線出現(xiàn)凹凸不平的狀態(tài)，每個(gè)凸起和凹陷都可能是大的團(tuán)聚體產(chǎn)生的。

結(jié)論
化妝品油包水體系的失穩(wěn)過程多種多樣，例如，“出水、破乳、出油、分層、粘度變化、析粉、漂色、返粗”等等。這些失穩(wěn)現(xiàn)象是我們用眼睛觀察到的最終狀態(tài)，而實(shí)際上樣品從制備出來開始靜置的時(shí)候就開始逐漸出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，這種緩慢的失穩(wěn)過程只能通過Turbiscan等精密儀器來進(jìn)行測(cè)量，在短時(shí)間內(nèi)判斷樣品的失穩(wěn)過程，從而幫助配方工作者縮短研發(fā)周期，同時(shí)，Turbiscan的均勻度功能可以幫助評(píng)價(jià)原材料的分散能力和樣品分散工藝